Александр Флеминг открыл первый антибиотик, пенициллин, в 1928 году, работая в Медицинской школе больницы Святой Марии, которая сейчас является частью Имперского колледжа Лондона. Антибиотик был произведен плесенью из рода Penicillium, которая случайно начала расти в чашке Петри. Теперь исследователи из Имперского колледжа Лондона, CABI и Оксфордского университета секвенировали геном оригинального штамма Penicillium Флеминга, используя образцы, которые были заморожены заживо более пятидесяти лет назад. Команда ученых также использовала новый геном для сравнения плесени Флеминга с двумя штаммами Penicillium из США, которые используются для производства антибиотика в промышленных масштабах. Результаты, опубликованные сегодня в Scientific Reports, показывают, что обе страны используют разные методы для производства пенициллина.
Первоначально мы намеревались использовать гриб Александра Флеминга для различных экспериментов, но, к нашему удивлению, поняли, что нет кто-то секвенировал геном этого оригинального Penicillium, несмотря на его историческое значение для данной области. — Тимоти Барраклаф, ведущий автор исследования.
Команда ученых повторно вырастила оригинальный Penicillium Флеминга из замороженного образца, хранящегося в коллекции культур в CABI, и извлекла ДНК для секвенирования. Полученный геном сравнивали с ранее опубликованными геномами двух промышленных штаммов Penicillium, используемых позже в США.
Исследователи изучили два типа генов: те, которые кодируют ферменты, которые гриб использует для производства пенициллина; и те, которые регулируют ферменты, например, контролируя их количество. И в штаммах Великобритании, и в США регуляторные гены имели один и тот же генетический код, но штаммы в США имели больше копий регуляторных генов, что помогало этим штаммам производить больше пенициллина.
Однако гены, кодирующие пенициллин-продуцирующие ферменты, различались между штаммами, выделенными в Великобритании и США. Исследователи говорят, что это показывает, что дикие Penicillium в Великобритании и США эволюционировали естественным путем, чтобы производить несколько разные версии этих ферментов.
Такие плесени, как Penicillium, производят антибиотики для борьбы с микробами и вынуждены эволюционировать, поскольку микробы также развивают новые защиты. Штаммы Великобритании и США, вероятно, эволюционировали по-разному, чтобы адаптироваться к местным микробам.
Источник: https://hightech.fm/2020/09/24/penicillin-producing-mould
